Jak navrhnout cívku ?

[jade]

Postavil jsem si přístroj pro nízkofrekvenční pulsní magnetoterapii, problém je pro mě ale návrh potřebných cívek.
Měly by mít mag.indukci v rozsahu asi 20-100mT.
Indukčnost musí být taková, aby neomezovala tvar impulsů dlouhých 1 a 2ms a zároven aby nevznikaly žádné vf zákmity,
frekvence generátoru je nastavitelná na 7, 15 a 30hz. Napájecí napětí je 15V.
Potřebuji spočítat impedanci cívky, ale nevím jestli vycházet z frekvence, nebo spíš šířky impulsů.
Dále potřebuji přepočítat magnetický tok na mag.indukci, protože hodnota mag. toku sama mi nic neříká.
Proud cívkou jsem spočítal jen z činného odporu cívky, nemám čím bych změřil proud tak krátkých impulsů.

Takže : podle impedance spočítám skutečný proud cívkou, potom proud x indukčnost =mag.tok. Z toho nějak snad spočítám mag. indukci?

[mtajovsky]

Vy nepotřebujete spočítat impedanci cívky, potřebujete spočítat její maximální indukčnost, protože předpokládám je prioritní tvar těch pulsů. Navíc, ale teď si nejsem jist, jestli nemáte zadáno příliš mnoho výchozích podmínek - indukci, napájecí napětí a ještě dobu, za kterou má proud dosáhnout své nominální úrovně, řekněme za 1/10 šířky pulsu. Chybí naopak údaje o tvaru mag. obvodu, což asi bude pevně dané, tedy jak je veliká vzduchová mezera a průřez mag. obvodu.

Postupoval bych asi tak, že z průřezu obvodu bych spočetl potřebný magnetický tok pro horní hranici mag. indukce. V našem případě 100 mT. Z velikosti vzduchové mezery pak potřebnou magnetomotorickou sílu. Ta se vybudí součinem proudu a počtu závitů, což je dvojice, kterou je třeba navrhnout tak, aby indukčnost nebyla příliš veliká, pak by totiž nestačil proud dosáhnout potřebné hodnoty při napájení 15V za 1/10 pulsu (při nejvyšší frekvenci) a ani aby proud nemusel být příliš velký při naopak malém počtu závitů, malé indukčnosti a tedy rychlém nárůstu proudu. Protože dominantním magnetickým odporem v mag. obvodu bude odpor vzduchové mezery, je cívku možno počítat jako vzduchovou. Nakonec se určí průřez drátu a zkontroluje přípustné ohřívání cívky. K tomu je možno zhruba použít tabulek pro výpočet ochlazování traf.

Celé to předpokládám napájet klíčovaným zdrojem konstatního proudu.

[mtajovsky]

Vy nepotřebujete spočítat impedanci cívky, potřebujete spočítat její maximální indukčnost, protože předpokládám je prioritní tvar těch pulsů. Navíc, ale teď si nejsem jist, jestli nemáte zadáno příliš mnoho výchozích podmínek - indukci, napájecí napětí a ještě dobu, za kterou má proud dosáhnout své nominální úrovně, řekněme za 1/10 šířky pulsu. Chybí naopak údaje o tvaru mag. obvodu, což asi bude pevně dané, tedy jak je veliká vzduchová mezera a průřez mag. obvodu.

Postupoval bych asi tak, že z průřezu obvodu bych spočetl potřebný magnetický tok pro horní hranici mag. indukce. V našem případě 100 mT. Z velikosti vzduchové mezery pak potřebnou magnetomotorickou sílu. Ta se vybudí součinem proudu a počtu závitů, což je dvojice, kterou je třeba navrhnout tak, aby indukčnost nebyla příliš veliká, pak by totiž nestačil proud dosáhnout potřebné hodnoty při napájení 15V za 1/10 pulsu (při nejvyšší frekvenci) a ani aby proud nemusel být příliš velký při naopak malém počtu závitů, malé indukčnosti a tedy rychlém nárůstu proudu. Protože dominantním magnetickým odporem v mag. obvodu bude odpor vzduchové mezery, je cívku možno počítat jako vzduchovou. Nakonec se určí průřez drátu a zkontroluje přípustné ohřívání cívky. K tomu je možno zhruba použít tabulek pro výpočet ochlazování traf.

Celé to předpokládám napájet klíčovaným zdrojem konstatního proudu.

[FERYACT]

To Jade:Panu mtajovskému se zdálo že jsou parametry přeurčeny.Já si myslím že jeden z nejdůležitejších parametrů pro cívku je průměr.
Jiný rozměr bude pro léčení zápěstí,jiný pro koleno,další pro bederní
část páteře.
Navrhoval bych cvičně navinout cívku drát fí 1mm 25záv.Postupně odvíjet a až se začne pozorovat na osciloskopu mršení průběhu ukončit odvíjení.

[jade]

Cívky budou vzduchové, průměr podle použití na konkrétní partie těla.
Pro začátek budou dvě, jedna o průměru 18cm pro ošetření končetin, druhá o průměru 120cm-tahle nejlépe v "ohebném" provedení kolem trupu.
Důležité parametry jsou délka impulsu, frekvence a nastavitelná mag.indukce.
Impuls by měl mít příkrou náběžnou hranu, sestupná může být v horní části trochu skosená.

Generátor tvoří 555 astabil.multivibrátor, který spouští monostabilní obvod, také 555. Tím je řízen tranzistor irf640, v kolektoru bude zapojena právě ta cívka.
K cívce je paralelně v "protisměru" připojená dioda, která zkratuje nežádoucí indukovaný impuls.
Konstantní zdroj proudu jsem zatím neřešil, z regulací proudu ale počítám.

[jade]

[jade]

[mtajovsky]

Můžu uvést obecné vzorce. Ale není to zbytečné? Určitě je znáte.

Ty cívky se nasouvají třeba kolem ruky jako kolem jádra? Původně jsem myslel, že tam bude nějaké železné jho a v mezeře bude umístěna partie těla.

Tak tedy:

magnetický tok
Φ = B x S

magnetomotorická síla:
Um = Rm x Φ

magnetický odpor:
Rm = L/(μ x S)
kde permeabilitu můžeme brát jako permeabilitu vaakua a délka siločáry L bude část bez železa

Přitom: Um = I x N

Pokud zanedbáme činý odpor cívky, tak časový průběh proudu cívkou po přiložení napětí U bude (předpokládám proudový zdroj):

I = (U x t)/L
U je maximální napětí, které proudový zdroj dodá - tedy 15V. Chceme-li tedy ustáleného proudu I dosáhnout nejpozději za čas T, musí být indukčnost cívky nejvýše:

L <= (U x T)/I

Přitom indukčnost válcové vzduchové cívky (např. http://www.belza.cz/knowhow/form.htm nebo http://tomas-nejedly.wz.cz/indukcnost.html):

L = (μ x N^2 x S)/l pro dlouhou cívku, kde je její délka větší než průměr

pro jiné typy cívek viz

http://members.chello.cz/mstrocka/indukcnost/Indukcnost.html

Pro cívku s železným jhem a mezerou platí první vzorec a délka je délka mezery.

Pro dané rozměry tedy můžete spočítat indukčnost a ověřit si, jestli nepřesahuje povolenou velikost. Jestliže ano, je třeba zmenšit počet závitů a zvýšit proud. Respektive je možno pro maximální povolenou indukčnost a daný tvar spočítat počet závitů a z Um dopočítat potřebný proud.

FERYACT << "Pan mtajovsky" - to je přezdívka ...

[mtajovsky]

Můžu uvést obecné vzorce. Ale není to zbytečné? Určitě je znáte.

Ty cívky se nasouvají třeba kolem ruky jako kolem jádra? Původně jsem myslel, že tam bude nějaké železné jho a v mezeře bude umístěna partie těla.

Tak tedy:

magnetický tok
Φ = B x S

magnetomotorická síla:
Um = Rm x Φ

magnetický odpor:
Rm = L/(μ x S)
kde permeabilitu můžeme brát jako permeabilitu vaakua a délka siločáry L bude část bez železa

Přitom: Um = I x N

Pokud zanedbáme činý odpor cívky, tak časový průběh proudu cívkou po přiložení napětí U bude (předpokládám proudový zdroj):

I = (U x t)/L
U je maximální napětí, které proudový zdroj dodá - tedy 15V. Chceme-li tedy ustáleného proudu I dosáhnout nejpozději za čas T, musí být indukčnost cívky nejvýše:

L <= (U x T)/I

Přitom indukčnost válcové vzduchové cívky (např. http://www.belza.cz/knowhow/form.htm nebo http://tomas-nejedly.wz.cz/indukcnost.html):

L = (μ x N^2 x S)/l pro dlouhou cívku, kde je její délka větší než průměr

pro jiné typy cívek viz

http://members.chello.cz/mstrocka/indukcnost/Indukcnost.html

Pro cívku s železným jhem a mezerou platí první vzorec a délka je délka mezery.

Pro dané rozměry tedy můžete spočítat indukčnost a ověřit si, jestli nepřesahuje povolenou velikost. Jestliže ano, je třeba zmenšit počet závitů a zvýšit proud. Respektive je možno pro maximální povolenou indukčnost a daný tvar spočítat počet závitů a z Um dopočítat potřebný proud.

FERYACT << "Pan mtajovsky" - to je přezdívka ...

[jade]

[zouzel1]

Já jsem se výrobou cívek vůbec nezabýval, použil jsem demagnetizační cívky z monitorů nebo televizorů a na potřebný průměr jsem je překroutil do osmičky a složil k sobě... žoužel

[stasek]

Máte někdo pozitivní zkušenost s magnetoterapií? Jaké je třeba dodržet zásady při stavbě přístroje? Má někdo z vás osvědčené schema? Z jakých pramenů jste vycházeli? Jeden jsem si postavil a výsledky nejsou znatelné a přitom bych to potřeboval jak soli. U ortopeda jsem utratil 2,5 tisíce za 5 tříminutových aplikací rázové vlny a taky nic. Tak už se chytám kde čeho.

[Jindra2]

[Cust]

no s tou magnetoterapií to nebude jen tak o použití nějaké cívky a vytvoření pulzů...
než bych se pustil do stavby, tak bych o tom nejdříve zjistil nějakou teorii
informace by vám určitě rád podal J. Kouba nebo P. Slovák, oba z FEL ČVUT

taky se používá několik metod
ta jednoduchá cívky, tam může být 50Hz odvozených ze sítě a nemusí se stavět žádný šílený oscilátor; hodnota B závisí na distanci od těla, tuším se používá Bmax=50 až 70 mT, distance od cívky 10 cm a víc

pokud to budete chtít na stimulaci hlubokých svalů, nebo snižování otoků (např na noze), tak se používají "interferenční proudy"; tj. dvě cívky křížem, v místě křížení mag. toků postižené místo; do jedné cívky se pustí zhruba 3 kHz a do druhé o 10 až 400 Hz více, deltaf=f1-f2 je ta léčivá
(pro starší pány: tímto se léčí i interkontinence)

prostě chce to vědět na co to konkrétně chcete a podle toho shánět informace...

[Cust]

no s tou magnetoterapií to nebude jen tak o použití nějaké cívky a vytvoření pulzů...
než bych se pustil do stavby, tak bych o tom nejdříve zjistil nějakou teorii
informace by vám určitě rád podal J. Kouba nebo P. Slovák, oba z FEL ČVUT

taky se používá několik metod
ta jednoduchá cívky, tam může být 50Hz odvozených ze sítě a nemusí se stavět žádný šílený oscilátor; hodnota B závisí na distanci od těla, tuším se používá Bmax=50 až 70 mT, distance od cívky 10 cm a víc

pokud to budete chtít na stimulaci hlubokých svalů, nebo snižování otoků (např na noze), tak se používají "interferenční proudy"; tj. dvě cívky křížem, v místě křížení mag. toků postižené místo; do jedné cívky se pustí zhruba 3 kHz a do druhé o 10 až 400 Hz více, deltaf=f1-f2 je ta léčivá
(pro starší pány: tímto se léčí i interkontinence)

prostě chce to vědět na co to konkrétně chcete a podle toho shánět informace...

[Cust]

našel jsem nějakou dokumentaci k tématu:
knížky týkající se problematiky jsou např:
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie - její přednosti a úskalí" Nový Bydžov, Nemocnice s poliklinikou 1987.
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie v klinické praxi" Městec Králové 1993.
* Jeřábek, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie" Nový Bydžov 1995.

[Cust]

našel jsem nějakou dokumentaci k tématu:
knížky týkající se problematiky jsou např:
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie - její přednosti a úskalí" Nový Bydžov, Nemocnice s poliklinikou 1987.
* Chvojka, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie v klinické praxi" Městec Králové 1993.
* Jeřábek, Jiří, MUDr.: "Magnetoterapie" Nový Bydžov 1995.

[stasek]

Díky za reakce, já si na jaře při pádu odlomil kousek ramenního kloubu, srostlo to, ale bolí pořád, hlavně po práci a v noci. Tak zkouším ledacos. Je mi jasný, že ne pro každý případ se to musí hodit, ale kdyby to vyšlo, byl bych moc rád.
Navštívím knihovnu a pokusím se doporučenou literaturu sehnat.

[jade]

Moje schematko je tady, kdyby si to někdo ale chtěl stavět, tak upozorňuji, že to teprve zkušební verze.
Jde tu konkrétně o pulsní nízkofrekvenční magnetoterapii, volby frekvence vycházejí ze studia různých zdrojů, které se zhodují v následujícím:
1-10Hz převládají efekty analgetické a myorelaxační
10-15Hz převládají efekty protizánětlivé, chronická a degenerativní onemocnění.
15-81Hz převládají efekty stimulační k podpoře hojení poúrazových stavů.

Délku impulsu uvádějí různé zdroje různou, některé uvádějí 1-5ms, jiné zase 5-15ms.
Přístroj umožňuje volbu zatím 1 a 2ms.
Frekvence jsou nastavitelné na 7, 15 a 30Hz.
Cívku mám zatím improvizovanou na špuli od drátu a má indukčnost 38mH. Záměrem byla sice cívka kolem asi 10mH, ale vyšlo to úplně jinak.
Hodnota je okoukaná z jiných zapojení, v týdnu musím spočítat optimální.Snad se to povede